JP4817626B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の範囲の損失正接を有する中間転写体上のトナーをブレード部材で除去する画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式を用いるカラー画像形成装置においても、多様な記録媒体への対応が求められている。そのため、多様な記録媒体への対応が可能な中間転写体を用いるカラー画像形成装置が広く用いられている。

従来、中間転写体としては、ポリイミド樹脂の単層構成のものが広く用いられてきた。

ところが、ポリイミド樹脂の単層構成の中間転写体へ、像担持体に担持されたトナー像を転写すると、中間転写体上のトナー像の輪郭がぼやける所謂飛び散りが発生する。像担持体上のトナー像が転写される際に、中間転写ベルトは像担持体に接する。このとき、像担持体上のトナー像の輪郭部分では、トナー像の厚さに起因して、中間転写体と像担持体の間に間隙が生じ、この間隙のために飛び散りが発生する。

そこで、ゴム等の弾性材料を用いる中間転写体が使用されるようになった。

弾性材料を用いる中間転写体はトナー像の厚さに応じて速やかに変形する。そして、像担持体上のトナー像の輪郭部分において、中間転写体と像担持体の間に間隙は生じない。このようにして、飛び散りの発生は抑えられる。

ここで、損失正接（ｔａｎδ）とは、物質に力が付加されてから変形し、更に、元の形状に復帰するまでの時間に基づき、その物質が変形する際に吸収する力の大きさを示す指標である。

而して、損失正接（ｔａｎδ）が大きいほど、物質に力が付加されてから変形するまでに要する時間が長くなる。反対に、損失正接（ｔａｎδ）が小さいほど、力が付加されてから物質が変形するまでの時間は短くなる。又、付加された力は吸収されにくくなる。

ところで、中間転写体上のトナー像を記録媒体へ転写した後に、中間転写体上に残留するトナーを除去する手段としては、構成が簡単であるため、中間転写体にエッジが接するブレード部材が広く用いられている。

特開２０００−０６２９９３号公報

しかしながら、ゴム等の弾性材料を用いる中間転写体上に残留するトナーを除去する手段としてブレード部材を用いたところ、残留するトナーが除去されない所謂クリーニング不良が生じた。

そこで、本発明の目的とする処は、ゴム等の弾性材料を用いる中間転写体等の像担持体上に残留するトナーをブレード部材で除去する際に、クリーニング不良の発生を抑えることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、弾性層を有する中間転写体と、前記中間転写体に担持された前記トナー像を、記録媒体に転写する転写手段と、前記中間転写体にエッジが接触し、前記記録媒体へ前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを前記中間転写体から除去するブレード部材とを有し、前記中間転写体から前記ブレード部材に接する面を含むように切り取って成型される第１の試験片の損失正接ｔａｎδ１は、０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０であり、前記中間転写体と接する前記エッジ及び前記エッジを形成する２つの面を含むように前記ブレード部材の一部を切り取って成型される第２の試験片の損失正接ｔａｎδ２は０．１５≦ｔａｎδ２≦０．４０である画像形成装置において、前記ブレード部材の前記中間転写体に対する線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）が２０＜Ｎ＜６０を満たすようにブレード部材が配置されている構成であって、前記中間転写体の損失正接ｔａｎδ１と前記ブレード部材の損失正接δ２が、０．２５≦ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２≦０．６５を満たすように、前記中間転写体と前記ブレード部材のそれぞれの損失正接が設定されていることを特徴とする。また、弾性層を有し、記録材を担持する転写ベルトと、前記転写ベルトに担持された記録材にトナー像を転写する転写手段と、前記転写ベルトにエッジが接触し、前記転写ベルトに残留するトナーを前記転写ベルトから除去するブレード部材とを有し、前記転写ベルトから前記ブレード部材に接する面を含むように切り取って成型される第１の試験片の損失正接ｔａｎδ１は、０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０であり、前記転写ベルトと接する前記エッジ及び前記エッジを形成する２つの面を含むように前記ブレード部材の一部を切り取って成型される第２の試験片の損失正接ｔａｎδ２は０．１５≦ｔａｎδ２≦０．４０である画像形成装置において、前記ブレード部材の前記転写ベルトに対する線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）が２０＜Ｎ＜６０を満たすようにブレード部材が配置されている構成であって、前記転写ベルトの損失正接ｔａｎδ１と前記ブレード部材の損失正接δ２が、０．２５≦ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２≦０．６５を満たすように、前記転写ベルトと前記ブレード部材のそれぞれの損失正接が設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の損失正接ｔａｎδ１とブレード部材の損失正接ｔａｎδ２が、
０．２５≦ｔａｎ１＋ｔａｎδ２≦０．６５
を満足するようにしたため、弾性材料を用いる中間転写体等の像担持体上の残留トナーをブレード部材で除去する際のクリーニング不良の発生を抑えることができる。

ところで、ブレード部材が中間転写体上のトナーを除去するためには、ブレード部材と中間転写体が安定して接触し、ブレード部材と中間転写体の間を残留トナーがすり抜ける間隙の生じないことが必要である。

しかしながら、弾性材料を用いる中間転写体を使用する場合、ブレード部材と中間転写体の接触部分において、中間転写体はブレードと共に変形する。変形した中間転写体及びブレード部材は、元の形状へ復帰する。これにより、中間転写体及びブレード部材は振動し、ブレード部材と中間転写部材の間に間隙が生じる。

又、中間転写体の表面は凹凸を有し、ブレード部材がこの凹凸に対応し、速やかに変形しなければ、ブレード部材と中間転写体の間に間隙が生じ、同様にクリーニング不良が発生する。

このようにして、クリーング不良が発生する。

一方、ポリイミド樹脂単層構成の中間転写体を使用する場合、ブレード部材と中間転写体の接触部において中間転写体は変形しない。よって、ポリイミド樹脂単層構成の中間転写体を使用する場合には、弾性材料を用いる中間転写体を使用する場合に比べると、中間転写ベルトの振動は発生し難く、クリーニング不良も起こりにくい。

そこで、本発明では、ブレード部材と中間転写ベルトの損失正接を前記関係とすることにより、弾性材料を用いる中間転写体の残留トナーをブレード部材で除去する際のクリーニング不良の発生を防ぐようにした。

つまり、中間転写体の損失正接ｔａｎδ１とブレード部材の損失正接ｔａｎδ２の和を０．６５以下とすることにより、ブレード部材及び中間転写体は、中間転写体の凹凸に応じて互いに速やかに変形し、ブレード部材と中間転写体の間に間隙は生じず、クリーニング不良は発生しない。

又、中間転写体の損失正接ｔａｎδ１とブレード部材の損失正接ｔａｎδ２の和を０．２５以上とすることにより、中間転写体とブレード部材の接触部において発生する振動は、中間転写体とブレード部材によって吸収される。このとき、ブレード部材は、中間転写体にしっかり接触し、間隙が生ずることはなく、クリーニング不良の発生が抑えられる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

尚、各図面において、同一の符号を付したものは、同様の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。
（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置は、電子写真方式を採用した複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体にフルカラー画像を形成するものである。

即ち、本実施の形態に係る画像形成装置においては、感光体１が帯電手段２によって一様に帯電され、この感光体１に画像信号に従ってレーザー発振器７から光線が照射される。すると、感光体１上の光線が照射された部分には静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像手段８において現像剤であるトナーにより現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、前記感光体１の下方には、弾性を有するの中間転写体４が３つのローラ１３，１４，１５に巻装されて配置されており、該中間転写体４は、１次転写ローラ１２によって感光体１に押し当てられている。そして、感光体１上に可視像化されたトナー像は、１次転写ローラ１２に転写電圧が印加されることによって中間転写体４上に転写される。

他方、前記現像手段８においては、現像ロータリ１６に４つの現像器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが設けられており、これらの現像器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーがそれぞれ収容されている。

而して、感光体１上に形成された静電潜像が図１に示すように感光体１に対向する現像器８ａによって第１色目のイエロートナーによって現像されてイエロートナー像が形成されると、このイエロートナー像は、前述のように１次転写ローラ１２の作用によって中間転写体４上に転写される。その後、現像ロータリ１６が回転して現像する色が変更され、次の現像器８ｂによって感光体１上の静電潜像が第２色目のマゼンタトナーによって現像され、マゼンタトナー像が中間転写体４上に重ねて転写される。

以下、同様にして現像器８ｃによって現像されたシアントナー像及び現像器８ｄによって現像されたブラックトナー像が中間転写体４上に順次重ねて転写されると、中間転写体４上にはフルカラーのトナー像が担持される。

以上のように中間転写体４上に４色のトナー像が重ねて転写されると、給紙カセット３０から記録媒体であるシートＳが２次転写ローラ１０の部位に給紙され、２次転写ローラ１０の作用によって４色分のトナー像がシートＳ上に一括転写される。そして、シートＳ上に転写されたトナー像は、定着手段１８によって熱と圧力を加えられてシートＳ上に定着され、シートＳ上には永久画像としてフルカラー画像が形成される。その後、感光体１上と中間転写体４上に残留したトナーは、それぞれ感光体クリーニング装置６の感光体クリーニングブレード６１と中間転写体クリーニング装置１７によって除去され、表面がクリーニングされた感光体１と中間転写体４は再び画像形成に供される。

ところで、本実施の形態では、感光体１として、チタニルフタロシアニン顔料を用いた電荷発生層とビスフェノールＺ型ポリカーボネートをバインダーとする電荷輸送層として塗布したＯＰＣ感光体を用いたが、Ａ−Ｓｉ感光体やＳｅ感光体を用いても良い。

又、本実施の形態では、トナーとしては、コアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層に懸濁重合法によって作製したスチレンポリエステルを用いて成る重合トナーと、重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物を２成分系現像剤として使用した。

次に、本発明に係る前記中間転写体クリーニング装置（以下、単に「クリーニング装置」と略称する）１７について説明する。
（クリーニング装置）
図２はクリーニング装置１７の側断面図であり、同図に示すように、クリーニング装置１７は、中間転写体４側に開口部を有するケーシング２０を備えており、該ケーシング２０の開口部には、ブレード部材としてのクリーニングブレード１９が支持部材２２によって取り付けられている。ここで、クリーニングブレード１９は、その一辺のエッジ１９１が中間転写体４に当接しており、２次転写ローラ１０によってシートＳ上に転写し切れなかった残留トナーがクリーニングブレード１９のエッジ１９１に達すると、この残留トナーは、クリーニングブレード１９のエッジ１９１によって中間転写体４から掻き落とされる。尚、クリーニングブレード１９についての詳細は後述する。

又、ケーシング２０の下部にはすくいシート２１が取り付けられており、このすくいシート２１は、クリーニングブレード１９によって中間転写体４から掻き落とされたトナーをケーシング２０内に落下させるとともに、掻き落とされたトナーが中間転写体４に大量に逆流するのを防ぐ機能を果たす。

尚、図示しないが、ケーシング２０内には残留トナーを排出するための搬送手段が配置されており、ケーシング２０内に落下した残留トナーは、搬送手段によって図２の紙面垂直方向に搬送されてクリーニング装置１７から排出される。このため、残留トナーによってケーシング２０内が詰まることがない。

ここで、中間転写体４に対するクリーニングブレード１９の当接条件としては、中間転写体４の表面に対するクリーニングブレード１９の当接圧力が線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）で２０＜Ｎ＜６０、好ましくは２５≦Ｎ≦５５であることが望ましい。

因に、クリーニングブレード１９の線圧Ｎが２０ｇ／ｃｍ以下の場合には、中間転写体４の表面に残留する転写残トナー（未転写トナー）を十分に除去することができず、トナーのすり抜けが生じ易くなり、又、中間転写体４の表面にトナーの融着やフィルミングが発生し易くなる。

一方、クリーニングブレード１９の線圧Ｎが６０ｇ／ｃｍ以上の場合には、中間転写体４上に残留するトナーのクリーニング性は高まるものの、中間転写体４の最外層の表面の摩耗が激しくなって該中間転写体４の寿命が低下してしまう。

尚、上述したクリーニングブレード１９の中間転写体４に対する当接圧力である線圧Ｎとは、クリーニングブレード１９の単位長さ当たりの中間転写体４に対するクリーニングブレード１９の総圧を言う。この総圧を測定する場合、測定対象の中間転写体４に荷重変換器を取り付けておき、中間転写体４の表面にクリーニングブレード１９を押し付け、その荷重を総圧として測定することができる。

本実施の形態におけるクリーニングブレード１９は、母体としての熱硬化性ポリエステル系ポリウレタン樹脂製ブレード１００（図３参照）の中間転写体４と接触する部分及びその近傍の部分を４，４−ジフェニルメタンイソシアネート（ＭＤＩ）に浸し、母体の一部を硬化させ、硬化層としたものを使用した。

本実施の形態におけるクリーニングブレード１９の母材の硬度は、５０〜８０°（Ｈｓ）、好ましくは６５〜７７°であり、反発弾性率は１０〜５０％、好ましくは３０〜４０％であり、板厚は０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは１．０〜３．０ｍｍである。又、クリーニングブレード１９の中間転写体４に対する当接角度（図２中、θ）としては、１５〜３５°、好ましくは２０〜２５°であり、自由長は２〜１２ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍである。これらの値は、クリーニングブレード１９の中間転写体４に対する当接圧力が線圧Ｎで２０＜Ｎ＜６０（ｇ／ｃｍ）となる範囲で適宜調整すれば良い。尚、クリーニングブレード１９の母材の硬度（Ｈｓ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠し、クリーニングブレード１９の母材の反発弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５に準拠している。

本実施の形態で用いたクリーニングブレード１９は以下の方法で作製した。

即ち、重量平均分子量２０００のエチレンブチレンアジペート系ポリエステルポリオールと４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートとによって製造したＮＣＯ％が７．０％のプレポリマーに、１，４−ブタンジオール及びトリメチロールプロパンが質量比で６５：３５の割合で混合されたトリエチレンジアミン触媒を含む架橋剤を、水酸基／イソシアネート基のモル比が０．９になるように混合し、国際ゴム硬度（ＩＲＨＤ）７０°の熱硬化性ポリエステル系ポリウレタン樹脂製ブレード１００を作製した。

得られたポリウレタン樹脂製ブレード１００を真空中に６０分間放置して乾燥させ、該ブレード１００中の水分を除去する。次に、図３に示すように、ブレード１００を８０℃の４，４−ジフェニルメタンイソシアネート（ＭＤＩ）浴１０２に５ｍｍだけ３分間浸漬した後、ＭＤＩ浴１０２よりポリウレタン樹脂製ブレード１００を引き上げ、余分なＭＤＩを拭き取り、クリーニングブレード１９を作製した。

得られたクリーニングブレード１９の中間転写体当接部の断面を光学顕微鏡で観察したところ、硬化層は白濁した層として観察され、硬化層の厚さＴは０．７ｍｍであった。

次に、本実施の形態で用いた中間転写体４の製造方法について以下に説明する。

図４に本実施の形態の中間転写体４の断面を示す。中間転写体４は、無端ベルト状を成し、トナー像が担持される最外層４１と一次転写ローラ１２に接する基層４２とで２層構造として構成されている。尚、最外層４１は樹脂を主成分とし、基層４２はエラストマー系材料で構成されている。

最外層４１に使用される主材料としては、樹脂類やエラストマー類又は両者のブレンド等が使用可能であるが、これに限定されるものではない。又、主たるバインダーポリマーは単一成分でもブレンドでも使用可能であり、可塑材等の添加により物性の調整を行っても良い。

具体的な主材料としては、ポリエステル系樹脂、特にはポリエステルに或る程度のウレタンを含んだポリエステルポリウレタン樹脂が好ましい。

実際の中間転写体４としては最外層４１及び基層４２の各々について転写電流制御のための電気抵抗調整が必要になるが、抵抗調整方法として、導電性フィラーを用いるのが好ましい。

導電性フィラーの種類としては、通常使用される導電性フィラーであれば任意のものが使用できるが、特にファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト、カーボンファイバー等のカーボン系フィラーや、酸化スズや酸化亜鉛の不純物ドーピング品に代表される金属酸化物系の導電性フィラー等が好ましい。

最外層４１の体積抵抗率は１０⁷〜１０¹⁶Ω・ｃｍの範囲にあることが好ましい。この範囲よりも体積抵抗率が小さい場合には、過大な転写電流が流れ、逆に体積抵抗率が大きい場合には、充分な電流が得られないために良好な転写が行われない。

又、最外層４１の膜厚は、具体的には２０μｍ〜３００μｍ、更には４０μｍ〜２００μｍ、特に８０μｍ〜１５０μｍが望ましい。因に、膜厚が３００μｍ以上であると、最外層４１の抵抗分が上昇し、中間転写体４の全体の抵抗調整を困難とする。逆に膜厚が２０μｍ以下であると、最外層４１に膜としての強度を確保することができない。

最外層４１の成形方法としては、最外層４１の原料を塗料化し、成形後に硬化させる方法が採用され、基層４２の形成後にスプレー或はディッピング等により最外層４１を形成する方法の他、別々に成形された各層を接着剤等で貼り合わせる方法が用いられる。更には、遠心成形法により予め最外層４１を形成し、続けて基層４２を同手法により形成する方法が下記理由で好ましい。

即ち、最外層４１と基層４２を共に同一の設備で連続的に生産するため、設備負担が軽く、装置間での移し換えの工数も低減することができる。又、最外層４１の成形後に液状の基層４２を投入するため、適切な材料の組み合わせによれば接着剤等を必要とせず、厚みの精度も出し易い。

基層４２に使用される材料としては、例えばスチレン−ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等が挙げられる。

基層４２の形成方法としては、押し出し成形、遠心成形等が挙げられる。基層４２の膜厚は０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

次に、中間転写体４の作製方法について説明する。
（中間転写体の作製）
中間転写体４の最外層４１は、ポリエステルポリウレタン１００重量部をバインダーポリマー濃度が２０ｗｔ％となるように溶剤（メチルエチルケトン）に溶解し、導電性酸化チタン（商品名：ＦＴ−３０００、石原テクノ（株）製）１０重量部を加え、ペイントシェーカーにより３０分間分散させた後、遠心成形機によって乾燥成形することによって得られる。

基層４２は次のように作製した。

即ち、ポリエステル系エラストマー（ハイトレル３０４６、東レ・デュポン（株）製）１００重量部を１８０℃に加熱し、導電性カーボン（商品名：ケッチェンブラック６００ＪＤ、ケチェンブラック・インターナショナル（株）製）１０部を加えて撹拌機で１時間分散し、これに１８０℃に加熱されたＭＤＩ系イソシアネート６０重量部を加えて撹拌機で３分間分散させた後、最外層４１の成形後に引き続き遠心成形機に投入して加熱硬化を行った。その後、８０℃、１時間の条件でエージングを行ってから常温まで自然冷却を行い、成形機より取り出して端部切断を行うことによって中間転写体４を得た。得られた中間転写体４の最外層４１の膜厚は０．１４ｍｍ、基層４１の膜厚は１．８６ｍｍであった。

中間転写体４の損失正接を粘弾性測定装置ＲＳＡ２（レオメトリックス社製）を用いて測定したが、１０Ｈｚでの３０℃の損失正接をｔａｎδ１とすると、ｔａｎδ１は０．２５であった。

前述のように、中間転写体４のｔａｎδ１が低い場合には、該中間転写体４における振動エネルギーの吸収量が小さくなり、クリーニングブレード１９の挙動のエネルギーを中間転写体４によって吸収することができず、クリーニングブレード１９の振動が過大になる。そのような場合、クリーニングブレード１９と中間転写体４が過度に離れる場合があり、そのときにはクリーニング不良が発生する。

一方、中間転写体４のｔａｎδ１が大きい場合には、中間転写体４の表面の凹凸に応じ、中間転写体４自身が変形するまでに時間を要し、クリーニングブレード１９と中間転写体４の間に間隙が生じ、クリーニング不良が発生する。

以上、中間転写体４のｔａｎδ１について述べたが、次に、クリーニングブレード１９の損失正接をｔａｎδ２とし、このｔａｎδ２を調整することによってクリーニングブレード１９の挙動のエネルギーの吸収量をコントロールする点に関して説明する。

中間転写体４のｔａｎδ１が低く、クリーニングブレード１９の振動が過度になり易い場合でも、クリーニングブレード１９のｔａｎδ２、特に当接部近傍部のクリーニングブレード１９のｔａｎδ２を大きくすれば、クリーニングブレード１９の振動エネルギー吸収量が大きくなり、適度な挙動を達成することができる。

逆に、中間転写体４のｔａｎδ１が大きく、クリーニングブレード１９の振動が小さくなり易い場合でも、クリーニングブレード１９のｔａｎδ２、特に当接部近傍部のクリーニングブレード１９のｔａｎδ２を小さくすれば、クリーニングブレード１９の振動エネルギー吸収量が小さくなり、適度な挙動を達成することができる。

以下に更に詳しく説明する。

・中間転写体４のブレード当接位置での振動量∝中間転写体４での振動エネルギー吸収率∝中間転写体４のｔａｎδ１
・クリーニングブレード１９のドラム当接位置での振動量∝クリーニングブレード１９での振動エネルギー吸収率∝当接部近傍部のクリーニングブレード１９のｔａｎδ２
が損失正接の定義等から考えて成り立つ。

一方、中間転写体４とクリーニングブレード１９の当接部での振動量は、中間転写体４とクリーニングブレード１９の振動の周期が完全に一致して位相が完全に逆にならない限りは、中間転写体４のブレード当接位置での振動量とクリーニングブレード１９のドラム当接位置での振動量の和に比例する。

従って、中間転写体４とクリーニングブレード１９の当接部での振動量∝中間転写体４のｔａｎδ１＋当接部近傍部のクリーニングブレード１９のｔａｎδ２が成り立つ。

これらを考慮して損失正接を適正化したのが、本実施の形態の中間転写体４やクリーニングブレード１９である。

以下では、比較例としてクリーニングブレード１９や中間転写体４を種々に変えて、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２、中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１と、感光体１から中間転写体４への転写時の飛び散り及びクリーニング不良の有無を検証した。

クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２は、以下のように測定した。

図５に示すように、クリーニングブレード１９の一部を切り取って成型された試験片２００を用いて測定する。試験片は２００、少なくとも中間転写体４と接するエッジ１９１、エッジ１９１を形成する２つの面１９２，１９３、面１９２に平行な面、面１９３に平行な面、更に、前記４つの面（面１９２、面１９２に平行な面、面１９３、面１９３に平行な面）に垂直な２つの面を有するものとする。

エッジ１９１に平行な方向の長さａ２は１０ｍｍとする。エッジ１９１を構成する２つの面１９２，１９３におけるエッジ１９１に垂直な方向の長さｂ２，ｃ２はそれぞれ２ｍｍとする。

ここで、ｂ２及びｃ２を２ｍｍとしたのは、クリーニングブレード１９が中間転写体４のトナーを除去する際、エッジ１９１と該エッジ１９１を形成する２つの面１９２，１９３が振動し、更に、ｂ２及びｃ２が２ｍｍの範囲で振動していることが、本発明者の検討により明らかになったからである。

図６に示すように、エッジ１９１を構成する２つの面１９２，１９３におけるエッジ１９１に垂直な方向の長さｂ２，ｃ２が２ｍｍに満たない場合、クリーニングブレード１９自身の面１９２及び面１９３におけるエッジ１９１に垂直な方向の長さとする。

図６に示すクリーニングブレード１９は、面１９２におけるエッジ１９１に垂直な方向の長さが１ｍｍである。図６のクリーニングブレード１９の試験片２００では、ａ２＝１０ｍｍ、ｂ２＝１ｍｍ、ｃ２＝２ｍｍとなる。

又、クリーニングブレード１９の形状が、図７に示すような、直方体の一部を切り取った形状となっている場合にも、エッジ１９１を構成する２つの面１９２，１９３におけるエッジ１９１に垂直な方向へ各々２ｍｍの幅に切り取るとする。

損失正接ｔａｎδ２は、粘弾性測定装置ＲＳＡ２（レオメトリックス社製）を用いて測定する。

試験片の温度は３０℃に保たれ、前記エッジ部に平行な方向に１０Ｈｚの振動が付加されて、前記損失正接ｔａｎδ２が測定される。

試験条件として、印加する振動の周波数を１０Ｈｚとしたが、これは、画像形成装置使用時に、中間転写体４とクリーニングブレード１９の接触部分における、中間転写体４及びクリーニングブレード１９の振動の周波数と略同等にしたものである。この値は、中間転写体４やクリーニングブレード１９の様々な条件によって決まるものであるため、それらに応じて適宜変えることが望ましい。しかしながら、本発明者の実験では、おおよそどんな場合でも１０Ｈｚ程度が適当であったため、１０Ｈｚに固定して実験を行った。

又、画像形成装置内での中間転写体４やクリーニングブレード１９近傍の使用温度の損失正接に注目する必要がある。これは、略３０℃近傍であったため、本発明では試験片を３０℃に保ち、実験を行った。測定時の雰囲気温度を３０℃とし、試験片は雰囲気温度と同じ温度になっている状態で測定した。

しかしながら、理想としては、着目する温度を使用環境等に応じて変える方が望ましい。

次に、中間転写体４の損失正接ｔａｎｎδ１の測定方法を示す。

中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１は、図８に示すように、中間転写体４の一部分を切り取って成型される試験片２１０を用いて測定される。この試験片２１０は、少なくともクリーニングブレード１９に接する面Ｘと、感光体１に接する面Ｘに垂直な面Ｙ、面Ｘに平行な面、面Ｙに平行な面、前記４つの面（感光体１に接する面Ｘと、感光体１に接する面Ｘに垂直な面Ｙ、面Ｘに平行な面、面Ｙに平行な面）に垂直な２つの面を含むものとする。尚、図８は中間転写体４から切り取られる試験片２１０を示すものである。

感光体１に接する面Ｘにおける中間転写体４の回転方向（図８の矢印Ｂ方向）の長さａ１は２ｍｍ、感光体１に接する面Ｘにおける中間転写体４の回転方向に垂直な方向の長さｂ１は１０ｍｍとする。感光体１に接する面Ｘに垂直な面Ｙにおける、感光体に接する面Ｘに垂直な方向の長さｃ１は２ｍｍとする。

ここで、試験片２１０に、クリーニングブレード１９に接する面を含めたのは、クリーニングブレード１９が中間転写体４のトナーを除去する際、中間転写体４のクリーニングブレード１９に接する面が振動するからである。又、試験片２１０の寸法は、測定の便宜上、クリーニングブレード１９の試験片２００に合わせたものである。

図９に示すように、感光体１に接する面に垂直な面Ｙにおける前記像担持体に接する面に垂直の方向の長さｃ１が２ｍｍに満たない場合、中間転写体４自体の長さｃ１を試験片２１０の長さｃ１とする。

図９に示す中間転写体４では、長さｃ１は１ｍｍである。従って、試験片２１０において、ａ１＝２ｍｍ、ｂ１＝１０ｍｍ、ｃ１＝１ｍｍである。

損失正接ｔａｎδ１も、上記の損失正接ｔａｎδ２と同様に、粘弾性測定装置ＲＳＡ２（レオメトリックス社製）を用いて測定する。

又、同様に、試験片の温度は３０℃に保たれ、前記エッジ部に平行な方向に１０Ｈｚの振動が付加されて、前記損失正接ｔａｎδ１が測定される。

測定条件として、印加する振動の周波数を１０Ｈｚ、試験片２１０の温度を３０℃とした理由については、上記ｔａｎδ２の場合と同様である。

中間転写体４としては、基層のポリエステル系エストラマーの材料を表１のように５種類用い、その他の条件は前記と同じようにして設定した。各々のｔａｎδについても表１に記載した。尚、表１中のＮｏ．３が前記形態である。又、表１において、○は発生せず（良）、×は発生（不良）を意味する（以下、表２，３においても同様）。

表１においては、弾性を有する中間転写体４において、飛び散りの発生しない範囲の中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１を示す。

この結果から、感光体から中間転写体４への転写時の飛び散りの発生を防ぐためには、０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０であることが必要である。

クリーニングブレード１９としては、ＭＤＩ浴に浸漬させた時間を表２のように６種類設定し、その他の条件は各々同じように設定した。各々クリーニングブレードの損失正接についても表２に記載した。尚、表２中のクリーニング不良の発生の有無は、表１のＮｏ．３の中間転写体を使用して検証を行った。

上記種々の中間転写体４とクリーニングブレード１９を用いた画像形成装置を用いて５００００枚通紙耐久後の転写性能とクリーニング性能を評価した。

表１のＮｏ．１のように中間転写体４のｔａｎδ１が０．０３のときには、ｔａｎδ１が小さ過ぎて、感光体１上のトナー像の凹凸に応じて中間転写体４は変形することができない。そして、感光体１上のトナー像の輪郭部分で、中間体４と感光体１の間に間隙が生じ、飛び散りが発生した。

又、表１のＮｏ．５のように中間転写体４のｔａｎδ１が０．５０のときには、ｔａｎδ１が大き過ぎて、変形するために時間を要する。従って、感光体１上のトナー像の形成する凹凸に沿うように、中間転写体４が変形するまでに時間を要し、トナー像の輪郭部分にて、感光体１と中間転写体４の間に間隙が生じ、飛び散りが発生した。

一方、表１のＮｏ．２〜４のように中間転写体４のｔａｎδ１が０．０５〜０．４０の範囲（０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０）であると、中間転写体４は、感光体１上のトナー像の形成する凹凸に沿うように、中間転写体４は速やかに変形することができる。よって、飛び散りは発生しない。

表１のＮｏ．２〜４のような中間転写体４を使いこなす場合において、表２のＮｏ．１のように当接部近傍部のクリーニングブレード１９の硬化層と母体の合計のｔａｎδ２が０．１０のときには、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２が小さ過ぎて、クリーニングブレード１９が中間転写体４の振動に応じて動いたときの挙動が速やかに減衰せず、該クリーニングブレード１９の中間転写体４への接触性が悪く、クリーニング不良が発生した。

又、表２のＮｏ．６のように当接部近傍部のクリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２が０．５０のときには、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２が大き過ぎるため、変形に要する時間が長くなる。ここで、中間転写体４の表面の凹凸に沿うようにクリーニングベルト１９は変形することができず、クリーニング不良が発生した。

そのため、表１のＮｏ．２〜４のような中間転写体４を使いこなす場合において、表２のＮｏ．２〜５のように当接部近傍部のクリーニングブレクリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２が０．１５〜０．４０の範囲（０．１５≦ｔａｎδ２≦０．４０）であると、クリーニングブレード１９の中間転写体４への接触性が良くなるとともに、クリーニングブレード１９は中間転写体４の表面の凹凸に沿って変形することが可能となる。よって、クリーニング不良の発生を抑えることができた。

表１のＮｏ．２〜４の中間転写体４を用い、表２のＮｏ．２〜４のクリーニングブレード１９を用いても、良好なクリーニング性能が得られない場合があった。それは各々の組み合わせに依存する。

表３に上記各々を組み合わせた場合の５００００枚通紙耐久後のクリーニング性能の結果を示す。

表１のＮｏ．２〜４のような中間転写体４を使いこなす場合において、中間転写体４の損失正接ｔａｎδ２と、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２の和（＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２）が０. ２０のときには、損失正接が小さ過ぎて、クリーニングブレード１９と中間転写体４の当接部での双方の相対的な振動が速やかに減衰せず、クリーニングブレード１９と中間転写体４の間に間隙が生じ、クリーニング不良が発生する。

中間転写体４の損失正接と、クリーニングブレード１９の損失正接の和（＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２）が０．２５以上では、クリーニング不良は発生しなかった。

又、中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１と、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２の和（＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２）が０．７０や０．８０のときには、中間転写体４の損失正接ｔａｎｎδ２と、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２の和が大きく、中間転写体４の表面の凹凸に沿って中間転写体４とクリーニングブレード１９が変形するために時間を要する。従って、中間転写体４とクリーニングブレード１９は、中間転写体４の表面の凹凸に沿って変形することができず、中間転写体４とクリーニングブレード１９の間に間隙が生じ、クリーニング不良が発生した。

中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１と、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２の和（＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２）が０．６５以下では良好であった。

そのため、表１のＮｏ．２〜４のような中間転写体４を使いこなす場合において、中間転写体４の損失正接ｔａｎδ１と、クリーニングブレード１９の損失正接ｔａｎδ２の和（＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２）が０．２５〜０．６５の範囲（０．２５≦ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２≦０．６５）であると、振動減衰性を有するとともに、表面の凹凸に対応して変形することが可能になり、クリーニング不良の無い良好なクリーニング特性が得られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

本実施の形態は、実施の形態１とは異なった画像形成装置に本発明を適用した例である。その画像形成装置を図１０に示す。

図１０は本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成プロセスは実施の形態１に係る画像形成装置のそれと略同じであるため、これについての説明は省略する。

本実施の形態に係る画像形成装置の特徴としては、４つの感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有したタンデム系であり、高速性に優れている点が挙げられる。それぞれの感光体１ａ〜１ｄにおいて、帯電、潜像形成、現像工程を行い、各色のトナー像を形成し、このトナー像を中間転写体４に順次重ね合わせ、中間転写体４上のトナー像を転写材に一括転写してカラー画像を得る。

而して、本実施の形態に係る画像形成装置は、中間転写体４をクリーニングするクリーニング装置１７を備えるが、感光体１ａ〜１ｄをクリーニングするクリーニング装置を有しないクリーニングレス方式を採用している。

このような画像形成装置においても、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。

本実施の形態は、実施の形態１とは異なった画像形成装置に本発明を適用した例である。その画像形成装置を図１１に示す。

本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成プロセスは前記実施の形態１に係る画像形成装置のそれと略同じであるため、これについての説明は省略する。

本実施の形態に係る本画像形成装置の特徴は、４つの感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有したタンデム系の画像形成装置であり、高速性に優れている点が挙げられる。この画像形成装置においては、それぞれの感光体１ａ〜１ｄにおいて、帯電、潜像形成、現像工程を行い、各色のトナー像を形成し、このトナー像を直接転写ベルト２１上の転写材に順次重ね合わせて画像を得る。直接転写ベルト２１には、転写材の端部から溢れたトナーや飛散したトナー或は転写材間のかぶりトナーをクリーニングするクリーニング装置１７が設けられている。

このような画像形成装置においても、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

本発明は、中間転写体をクリーニングするためのクリーニング装置を備え、電子写真プロセスを用いてカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に対して有効である。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置に設けられたクリーニング装置の側断面図である。 クリーニングブレードの作製方法を示す概略図である。 中間転写体の層構成を示す横断面図である。 クリーニングブレードの損失正接ｔａｎδ２を測定するための試験片を示す斜視図である。 クリーニングブレードの損失正接ｔａｎδ２を測定するための試験片の別形状を示す斜視図である。 クリーニングブレードの損失正接ｔａｎδ２を測定するための試験片の更に別形状を示す斜視図である。 中間転写体の損失正接ｔａｎδ１を測定するための試験片を示す斜視図である。 中間転写体の損失正接ｔａｎδ１を測定するための試験片の別形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電手段
４ 中間転写体（像担持体）
６ 感光体クリーニング装置
７ レーザー発振器
８ 現像手段
１０ ２次転写ローラ
１２ １次転写ローラ
１６ 現像ロータリ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 定着手段
１９ 中間転写体クリーニングブレード（ブレード部材）
２０ 中間転写体クリーニング装置のケーシング
２００ 第２の試験片
２１０ 第１の試験片

Claims (4)

1. 弾性層を有する中間転写体と、前記中間転写体に担持された前記トナー像を、記録媒体に転写する転写手段と、前記中間転写体にエッジが接触し、前記記録媒体へ前記トナー像が転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを前記中間転写体から除去するブレード部材とを有し、
   前記中間転写体から前記ブレード部材に接する面を含むように切り取って成型される第１の試験片の損失正接ｔａｎδ１は、０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０であり、
   前記中間転写体と接する前記エッジ及び前記エッジを形成する２つの面を含むように前記ブレード部材の一部を切り取って成型される第２の試験片の損失正接ｔａｎδ２は０．１５≦ｔａｎδ２≦０．４０である画像形成装置において、
   前記ブレード部材の前記中間転写体に対する線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）が２０＜Ｎ＜６０を満たすようにブレード部材が配置されている構成であって、
   前記中間転写体の損失正接ｔａｎδ１と前記ブレード部材の損失正接δ２が、
   ０．２５≦ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２≦０．６５
   を満たすように、前記中間転写体と前記ブレード部材のそれぞれの損失正接が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ブレード部材の前記中間転写体に対する当接角度θ（度）が、
   １５≦θ≦３５
   を満たすように前記ブレード部材が配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 弾性層を有し、記録材を担持する転写ベルトと、前記転写ベルトに担持された記録材にトナー像を転写する転写手段と、前記転写ベルトにエッジが接触し、前記転写ベルトに残留するトナーを前記転写ベルトから除去するブレード部材とを有し、
   前記転写ベルトから前記ブレード部材に接する面を含むように切り取って成型される第１の試験片の損失正接ｔａｎδ１は、０．０５≦ｔａｎδ１≦０．４０であり、
   前記転写ベルトと接する前記エッジ及び前記エッジを形成する２つの面を含むように前記ブレード部材の一部を切り取って成型される第２の試験片の損失正接ｔａｎδ２は０．１５≦ｔａｎδ２≦０．４０である画像形成装置において、
   前記ブレード部材の前記転写ベルトに対する線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）が２０＜Ｎ＜６０を満たすようにブレード部材が配置されている構成であって、
   前記転写ベルトの損失正接ｔａｎδ１と前記ブレード部材の損失正接δ２が、
   ０．２５≦ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２≦０．６５
   を満たすように、前記転写ベルトと前記ブレード部材のそれぞれの損失正接が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記ブレード部材の前記転写ベルトに対する当接角度θ（度）が、
   １５≦θ≦３５
   を満たすように前記ブレード部材が配置されていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

Images